Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ matrycy środowiskowej na efektywność usuwania wybranych estrogenów i ksenoestrogenów w procesie nanofiltracji

Burdzik-Niemiec E., Dudziak M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 1

27--35

PL

Aktualnie nieograniczony dostęp do czystej i niedrogiej wody jest jednym z podstawowych celów humanitarnych. Jednakże ze względu na m.in. wzrost urbanizacji, zanieczyszczenie zasobów wodnych, niewłaściwe zarządzanie gospodarką wodną, zmiany klimatyczne oraz wzrastającą liczbę ludności cel ten wciąż pozostaje wyzwaniem 21-ego wieku. W związku z powyższym skuteczne uzdatnianie wód powierzchniowych stało się jednym z priorytetowych zadań inżynierii i ochrony środowiska. W tym zakresie poszukiwane są także rozwiązania zmierzające do ograniczenia liczby i stężenia zanieczyszczeń, w tym mikrozanieczyszczeń organicznych trafiających do wód powierzchniowych np. wraz z odpływami z oczyszczalni ścieków komunalnych. Efektywność usuwania mikrozanieczyszczeń w konwencjonalnych procesach oczyszczania ścieków jest bardzo często niewystarczająca. W oparciu o powyższe informacje w ramach niniejszej pracy podjęto badania nad oceną efektywności wysokociśnieniowej filtracji membranowej w aspekcie usuwania 17β-estradiolu, 17α-etynyloestradiolu i bisfenolu A z różnych matryc wodnych, w tym modelowego i rzeczywistego odpływu ścieków. Badane związki różniły się pochodzeniem i właściwościami fizykochemicznymi. W pracy badano zarówno odpływ modelowy jak i rzeczywisty. Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności usunięcia badanych mikrozanieczyszczeń dla roztworu sporządzonego na bazie wody zdejonizowanej. W ramach pracy wykorzystano komercyjną membranę do nanofiltracji HL firmy GE Osmonics (USA). Ciśnienie transmembranowe procesu wynosiło 2,0 MPa. Usuwane wiązki oznaczano z użyciem ekstrakcji do fazy stałej SPE oraz analizy chromatograficznej HPLC. Wykazano, że współczynnik retencji badanych związków zależał od rodzaju oczyszczanej matrycy wodnej oraz właściwości samego związku takich jak hydrofobowość/ hydrofilowość (określana poprzez wartość logKow) oraz masa molowa. Zaobserwowano wyższą retencję badanych związków w przypadku filtracji odpływu rzeczywistego, niż dla odpływu modelowego czy też wody zdejonziowanej. Wskazuje to na występowanie dodatkowych zjawisk wpływających na separację mikrozanieczyszczeń. Wymienić tu można np. tworzenie kompleksów pomiędzy cząsteczkami badanych związków i innymi wielkocząsteczkowymi substancjami organicznymi obecnymi w filtrowanych roztworach oraz powstawanie tzw. membrany wtórnej o porowatości mniejszej niż pory pierwotnej membrany, co przyczynia się do uzyskania większej retencji mikrozanieczyszczeń.

EN

Nowadays unlimited access to clean and affordable water is one of the fundamental humanitarian principles. However, due to the urbanization, pollution of water resources, poor water management, climate change and population growth, this goal still remains the challenge of the 21st century. Therefore, the effective treatment of surface waters has become one of the priority task of engineering and environmental protection. The solutions to reduce the number and concentration of pollutants, including organic micropollutants getting into surface waters, for example with outflows from municipal sewage treatment plant, are still sought. The efficiency of micropollutants removal in conventional water treatment processes is often insufficient. Based on the above information, under this study, the assessment of the efficiency of the high-pressure membrane filtration in terms of the removal of 17β-estradiol, 17α-ethinylestradiol and bisphenol A from different water templates were evaluated. Tested compounds differed primarily in its origin and solubility in water. In the study both, the model and actual outflow were tested. The results were compared in terms of the effectiveness of studied micropollutants removal from a solution made on the basis of deionized water. During the study, the commercial high-pressure filtration HL membrane (GE Osmonics) was tested. The driving force of the processes were transmembrane pressure of 2.0 MPa. Removed compounds were assayed using HPLC chromatography preceded by a solid phase extraction SPE. It has been shown, that the retention degree of tested compounds depended on the type of purified water template and physico-chemical properties of individual compounds such as hydrophobicity/hydrophilicity (determined by the value of the logKow) and molar mass. Higher retention degrees of tested compounds were observed during the actual outflow filtration of actual outflow in comparison with those found for model one or deionized water. It indicates, that there are additional phenomenon affecting the separation of micropollutants, i.e. the formation of complexes between molecules of tested compounds and other macromolecular organic substances present in the solution and the formation of so-called secondary membrane having a lower porosity than the porosity of primary one, which contributes to a greater retention of micropollutants.

2

Skuteczność usuwania wybrancyh substancji aktywnych biologicznie podczas mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków

Kamińska G., Kudlek E., Dudziak M., Bohdziewicz J.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 50

201--209

PL

W pracy przedstawiono wyniki monitoringu stężeń wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych (antracen, benzo[a]piren, oktylofenol, nonylofenol, karbamazepina) w ściekach surowych, wstępnie oczyszczonych na stopniu mechanicznym oraz w odpływie odprowadzanym do środowiska. Obiektem badań były 3 komunalne oczyszczalnie ścieków zlokalizowane w województwie śląskim. Procedura oznaczenia związków obejmowała wydzielenie badanych substancji z próbek ścieków za pomocą ekstrakcji do fazy stałej, a następnie analizę chromatograficzną GC-MS. Przeprowadzone badania pozwoliły również ocenić skuteczność ich usuwania w trakcie konwencjonalnego oczyszczania ścieków. Spośród badanych substancji największe stężenia w ściekach surowych odnotowano dla antracenu i benzo[a]pirenu, natomiast zawartość nonylofenolu i oktylofenolu była około 15 krotnie niższa. Tendencję tą zaobserwowano dla wszystkich trzech badanych oczyszczalni. Stwierdzono również, że w ściekach z oczyszczalni o największej przepustowości zawartość mikrozanieczyszczeń była około 2 razy wiesza w stosunku do ścieków pobieranych z mniejszych obiektów. Skuteczność usuwania badanych związków podczas mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków kształtowała się w zakresie od ponad 17 do 100%.

EN

This study presents the results of monitoring some of the priority emerging substances (anthracene, benzo[a]pyrene, octylphenol, nonylphenol) in raw, primary treated and secondary treated wastewater from 3 WWTPs located in Silesia. The assay procedure of the compounds included the separation of substances from sewage samples by solid phase extraction and chromatographic analysis with GC-MS. Based on calculated concentration of given compounds, their total removal degree was determined. Among studied compounds the highest concentration in raw sewage was reported for anthracene and benzo[a]pyrene, while concentration of nonylphenol and octylphenol was 15 times lower. This trend was observed for all three studied WWTPs. It was also found that wastewater from the WWTPs of highest capacity was about 2 times higher in relation to the wastewater collected from smaller plants. The total removal efficiency of the studied compounds during two stage treatment was in the range of 17.5 to 100%.

3

Badania porównawcze rozkładu wybranych estrogenów i ksenoestrogenów w procesie UV i UV/O3

Dudziak M., Burdzik-Niemiec E.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

589--595

PL

Obecność mikrozanieczyszczeń organicznych, a szczególnie substancji zakłócających procesy hormonalne (Endocrine Disrupters Compounds EDCs) w wodach powierzchniowych stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych, w tym również dla człowieka. Niebezpieczna aktywność biologiczna tych związków (w tym ich toksyczność) oraz duża odporność na biodegradację stwarza konieczność prowadzenia badań nad ich usuwaniem w konwencjonalnych i niekonwencjonalnych procesach uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. Na podstawie coraz częstszych doniesień w literaturze przedmiotowej, dotyczących skuteczności zastosowania różnych technik zaawansowanego utleniania do eliminacji mikrozanieczyszczeń, podjęto badania nad oceną efektywności eliminacji 17β-estradiolu (E2), 17α-etynyloestradiolu (EE2) oraz bisfenolu A (BPA) z rzeczywistego odpływu z oczyszczalni ścieków komunalnych w procesie fotolizy (UV) oraz w procesie łącznym fotoliza i ozonowanie (UV/O3). Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności rozkładu badanych związków dla wody zdejonizowanej. Określono, że zarówno zastosowanie procesu UV, jak i UV/O3 umożliwiło osiągnięcie wysokich stopni rozkładu dla 17β-estradiolu oraz 17α-etynyloestradiolu bez względu na rodzaj oczyszczanego roztworu. Rozkład związków następował w bardzo krótkim czasie trwania procesów, natomiast efektywność eliminacji bisfenolu A zależała od zastosowanego procesu oraz składu fizykochemicznego roztworu. Wykazano, że połączenie fotolizy z ozonowaniem umożliwiło osiągnięcie wyższego stopnia rozkładu badanego związku niż w przypadku pojedynczego procesu UV.

EN

The presence of organic micropollutants, especially endocrine disrupting compounds (EDCs) in surface waters is a potential threat to the health and life of living organisms, including humans. Dangerous biological activity of these compounds (including their toxicity) and high biodegradation resistance leads to investigations on their removal in the conventional and unconventional processes of water purification and sewage treatment, such as UV and UV/O3. Based on the frequent reports in literature, studies on the elimination efficiency of 17β-estradiol (E2), 17α-ethinylestradiol (EE2) and bisphenol A (BPA) from real urban wastewater effluents by means of photolysis (UV) and photolysis with ozonation (UV/O3) processes were undertaken. The obtained results were juxtaposed in terms of the efficiency of these compounds elimination from deionized water. It was established that both process, UV and the combination of UV/O3 resulted in high level of 17β-estradiol and 17α-ethinylestradiol decomposition. Even very short duration of the processes were sufficient for decomposition of the compounds. However, bisphenol A elimination efficiency differed depending on the chemical composition of the solution and kind of the investigated processes. It was indicated that the combination of photolysis and ozonation led to the highest level of compound decomposition.

4

Comparative studies on elimination of estrogens and xenoetrogens by the oxidation processes

Dudziak M., Burdzik-Niemiec E.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 2

189--198

EN

The presence of organic micropollutants, especially the substances interfering with hormonal processes termed as endocrine disrupting chemicals EDCs, in surface waters is a potential threat to life and living organisms, including humans. Hazardous biological activity of these compounds (including toxicity) and high resistance to biodegradation necessitate research on their removal in conventional and non-conventional water treatment and wastewater treatment processes. The presented research was motivated by the increasingly frequent reports in the literature regarding the effectiveness of different advanced oxidation processes used for the elimination of micropollutants. In the present study the degradation efficiency for 17ß-estradiol (E2), 17α-ethinylestradiol (EE2) and bisphenol A (BPA) in the photolysis process (UV) and in the coupled photolysis and ozonation process (UV/O3) was evaluated in real and artificial municipal wastewater treatment plant effluent. The obtained results were compared for the degradation efficiency of the test compounds in deionised water. It was determined that both the use of the UV and UV/O3 processes enabled to achieve high degradation efficiencies for 17ß-estradiol and 17α-ethinylestradiol regardless of the treated solution. Degradation of the compounds in the processes occurred in a very short time. On the other hand, the efficiency of elimination of bisphenol A depended on the applied process and the physico-chemical composition of the solution. It was shown that the combination of photolysis with ozonation allowed achieving higher degree of degradation of the test compound than in the case of a single UV process. The study allowed also the identification of substances supporting the degradation of bisphenol A in the UV-O3 process.

PL

Obecność mikrozanieczyszczeń organicznych, a szczególnie substancji zakłócających procesy hormonalne z ang. Endocrine Disrupters Compounds EDCs w wodach powierzchniowych stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych, w tym również dla człowieka. Niebezpieczna aktywność biologiczna tych związków (w tym również toksyczność) oraz duża odporność na biodegradację stwarza konieczność prowadzenia badań nad ich usuwaniem w konwencjonalnych i niekonwencjonalnych procesach uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. W oparciu o coraz częstsze doniesienia w literaturze przedmiotowej dotyczące skuteczności zastosowania różnych technik zaawansowanego utleniania do eliminacji mikrozanieczyszczeń podjęto badania nad oceną efektywności eliminacji 17ß-estradiolu (E2), 17α-etynyloestradiolu (EE2) oraz bisfenolu A (BPA) z rzeczywistego i modelowego odpływu z oczyszczalni ścieków komunalnych w procesie fotolizy (UV) oraz w procesie łącznym fotoliza i ozonowanie (UV/O3). Uzyskane wyniki badań porównano pod kątem skuteczności rozkładu badanych związków dla wody zdejonizowanej. Określono, że zarówno zastosowanie procesu UV, jak i UV/O3 umożliwiło osiągnięcie wysokich stopni rozkładu dla 17ß-estradiolu oraz 17α-etynyloestradiolu bez względu na rodzaj oczyszczanego roztworu. Rozkład związków następował w bardzo krótkim czasie trwania procesów. Natomiast, efektywność eliminacji bisfenolu A zależała od zastosowanego procesu oraz składu fizykochemicznego roztworu. Wykazano, że połączenie fotolizy z ozonowaniem umożliwiło osiągnięcie wyższego stopnia rozkładu badanego związku, niż w przypadku pojedynczego procesu UV. Przeprowadzone wyniki badań umożliwiły również identyfikację substancji wspomagających rozkład bisfenolu A w procesie UV/O3.